Biyolüminesans

Biyolüminesans, bazı canlı organizmaların gerçekleştirdiği, kimyasal reaksiyonlar sırasında kimyasal enerjinin ışık enerjisine dönüştürülmesi ile ışık üretilmesi ve yayılması olayına verilen isimdir.

Biyolüminesans terimi, etimolojik olarak Yunanca "bios" (yaşam) ve Latince "lumen" (ışık) kelimelerinin birleşiminden meydana gelmektedir.

Bu kimyasal reaksiyon, büyük organizmalar üzerinde yaşayan ortak yaşar organizmalar tarafından da gerçekleştirilebilir. Reaksiyonun temelindeki kimyasal bileşiğe verilen isim ise Lüsiferin'dir. Lüsiferin, Lüsiferaz enzimi tarafından oksitlendiğinde ışık üretilir ve yayılır. Bu kimyasal reaksiyon hücre içinde veya dışında meydana gelebilir. Bakterilerde ise, biyolüminesansın meydana gelmesini sağlayan genler Lux Operon isimli operon tarafından kontrol edilir.

Biyolüminesans'ın özellikleri
Biyolüminesans, soğuk ışık yayılımı olarak da adlandırılan bir çeşit lüminesanstır. Işığın %20'den azı termal radyasyona neden olur. Bu doğa olayı floresans, fosforesans veya ışıgın geri yansıtılması ile karıştırılmamalıdır.

Büyük oranda derin deniz canlıları biyolüminesans özelliğine sahiptir. Bu deniz canlıları genellikle suda en kolay yayılan dalga boyları olan mavi ve yeşil dalga boylarında ışık yayar. Daha nadir rastlanmakla beraber, kırmızı ve kızılötesi dalga boylarında ışık yayabilen deniz canlıları da gözlemlenmiştir.

Deniz canlıları dışında biyolüminesans olayı nadir bulunmakla beraber daha çeşitli renk yelpazesinde gerçekleşir. Kara biyolüminesansının en bilinen örnekleri Ateşböceği ve Yeni Zelanda parlak kurtlarıdır. Çeşitli diğer böcekler, larvalar, kurtlar, eklem bacaklılar ve mantarlarda da biyolüminesans olayı gözlemlenmiştir.

Biyolüminesans adaptasyonu
Biyolüminesans olayının dört ana evrim teorisi olduğu kabul edilir:

Kamuflaj
Bazı balık türleri ve Euprymna scolopes cinsi kalamar, biyolüminesansı kamuflaj amacıyla kullanır. Orta derinlikteki sularda predatörler, avlarının gölgelerini suyun derinliklerinden bakarak tespit ederler. Bazı balıklar ise, karın bölgelerinde biyolüminesans olayı oluşturarak gölgelerini kamufle ederler.

Çekicilik
Kimi derin deniz balıkları, avlarının dikkatini çekmek için biyolüminesans kullanırlar. Örneğin Fener balığı, başından sarkan uzantı ile küçük balıkları saldırabileceği yakınlığa çeker.

Bazı canlılar ise üreme süreci için biyolüminesans kullanır. Örneğin Saint-Malo, Korsikaveya Porquerolles bölgelerinde bulunan bir çeşit plankton, balıklar tarafından daha kolay görünür hale gelmek için ışık yayar. Bu ışığı tespit eden avcı balıklar tarafından yutulan planktonlar daha kolay üreyebilecekleri bir ortam olan karın bölgesine ulaşmış olurlar.

Çifleşme döneminde ateş böcekleri, karınlarından periyodik olarak yaydıkları ışık sayesinde eş bulurlar.

Uzaklaştırma
Mürekkep püskürterek kendilerini avcılardan koruyan kalamar çeşitlerine benzer bir şekilde bazı mürekkep balıkları ve kabuklular biyolüminesansı bir savunma mekanizması olarak kullanırlar. Bu canlılar tehdit altında oldukları zaman yaydıkları kimyasal bir biyolüminesans karışımı sayesinde avcıları uzaklaştırarak güvenli bir şekilde kaçmayı başarırlar.

İletişim
Biyolüminesans bakteriler arası iletişimde (quorum algılama) önemli role sahiptir. Bakteriler ve simbiyoz gerçekleştirdikleri diğer canlılar arasında iletişim sağlamak için kullanılmakla beraber, bakteri kolonilerinde de kullanıldığı düşünülmektedir.

Aydınlatma
Özellikle abisal bölgelerde yaşayan deniz canlıları tarafından kullanılır. Güneş ışığının neredeyse hiç erişemediği derinliklerde görüş alanının genişletilmesi çok önemlidir. Bu canlılar biyolüminesans olayını hem alıcı hem de verici niteliğinde kullanırlar.

Dış bağlantılar
Edith Widder: Biyoluminesansın tuhaf ve harika dünyası - TED
Biyolüminesans: Işıldayan Canlılar, Biyolojik Işıldama - Bilim ve Teknik
Yaşayan, Biyolojik Işık: Biyolüminesans - Açık Bilim